ФОРМИРОВАНИЕ ГИБРИДНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР РАЗЛИЧНОЙ МОРФОЛОГИИ
Аннотация
Исследованы закономерности процесса формирования гибридных частиц при совмещении цилиндрических и конических углеродных нанотрубок (УНТ) с графеновыми материалами – оксидом графена (ОГ) и графеновыми нанопластинками (ГНП) в различных массовых соотношениях от 1:1 до 1:4. На начальном этапе УНТ вводились в водные суспензии графеновых материалов, полученные смеси подвергались ультразвуковой обработке, а затем лиофильной сушке. Анализировалось изменение состояния системы на каждом этапе обработки. Размеры частиц в водных дисперсиях определялись методом динамического рассеяния света. Для характеризации высушенных образцов использовались методы спектроскопии комбинационного рассеяния и рентгенофазового анализа. Показано, что оксид графена стабилизирует водные суспензии УНТ, и при соотношении УНТ:ОГ, равном 1:4, независимо от типа нанотрубок, в системах присутствуют только мелкие частицы дисперсной фазы со средними эффективными размерами около 20 нм. ГНП слабо взаимодействуют с цилиндрическими УНТ, но способствуют более равномерному диспергированию конических УНТ. По данным спектроскопии КР, типы дефектов структуры гибридных материалов определяются составом и соотношением исходных углеродных наноструктур, планарные размеры формирующихся частиц, а также плотность дефектов на их поверхности зависят главным образом от типа графенового компонента. По данным рентгенофазового анализа, материалы УНТ/ГНП отличаются более плотной упаковкой и количеством слоев, чем УНТ/ОГ, независимо от типа и содержания УНТ. Увеличение доли УНТ способствует изменению размеров кристаллитов в плоскости и их высоты. Конические УНТ в большей степени способствуют изменению параметров гибридных систем УНТ/ГНП, а цилиндрические УНТ сильнее влияют на характеристики материалов УНТ/ОГ.
Для цитирования:
Хан Ю.А., Дьячкова Т.П., Буракова Е.А., Сухинин А.А., Титов Г.А., Дегтярев А.А. Формирование гибридных частиц при взаимодействии углеродных наноструктур различной морфологии. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 10. С. 59-65. DOI: 10.6060/ivkkt.20236610.6907.
Литература
Liu S., Chevali V.S., Xu Z., Hui D., Wang H. // Composites Part B: Eng. 2018. V. 136. P. 197-214. DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.08.020.
Liu S., Yan H., Fang Z., Wang H. // Composites Sci. and Technol. 2014. V. 90. P. 40-47. DOI: 10.1016/j.compscitech.2013.10.012.
Peng M, Tang X, Zhou Y. // Polymer. 2016. V. 93. P. 1-8. DOI: 10.1016/j.polymer.2016.03.016.
El-Seesy A.I., Waly M.S., El-Batsh H.M., El-Zoheiry R.M. // Proc. Safety Environ. Protect. 2023. V. 171. P. 561-577. DOI: 10.1016/j.psep.2023.01.026.
Shchegolkov A.V., Burakova E.A., Dyachkova T.P., Or-lova N.V., Komarov F.F., Lipkin M.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63.
N 7. P. 74-81 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206307.6239.
Bahadir E.B., Sezginturk M.K. // TrAC Trends Analyt. Chem. 2016. V. 76. P. 1-14. DOI: 10.1016/j.trac.2015.07.008.
Yaghobian M., Whittleston G. // Alexandria Eng. J. 2022. V. 61. N 5. P. 3417-3433. DOI: 10.1016/j.aej.2021.08.053.
Rukhov A., Bakunin E., Dyachkova T., Rukhov A., Istomin A., Obraztsova E., Kornev A., Burakova E., Smirnova A., Usol’tseva N. // Proc. of the 15th Internat. Conf. “Advanced Carbon Nanostructures” (ACNS'2021). 2021. V. 30. N 1. P. 167-170. DOI: 10.1080/1536383X.2021.1964479.
Burakov A., Tyagi I., Karni R.R., Burakova I., Memetova A., Bogoslovskiy V., Shigabaeva G., Galunin E. // Sus-tainable Materials for Sensing and Remediation of Noxious Pollutants. 2022. Chap. 14. P. 229-245. DOI: 10.1016/B978-0-323-99425-5.00011-6.
Yakovleva E.V., Brudnik S.V., Yakovlev A.V., Ryabukhova T.O., Nevernaya O.G., Mostovoy A.S., Olshanskaya L.N. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 5. P. 35-42. DOI: 10.6060/ivkkt.20226505.6543.
Korolev P.V., Fomin S.V., Shilov M.A. // J. Adv. Mater. Technol. 2022. V. 7. N 2. P. 88-96. DOI: 10.17277/jamt.2022.02. pp.088-096.
Fu X., Lin J., Liang Z., Yao R., Wu W., Fang Z., Zou W., Wu Z., Ning H., Peng J. // Surfaces Interfaces. 2023. V. 37. P. 102747. DOI: 10.1016/j.surfin.2023.102747.
Chapaksov N., Dyachkova T., Stolyarov R., Yagubov V., Tkachev A., Memetova A., Memetov N., Pasko T., Bur-mistrov I. // J. Adv. Mater. Technol. 2022. V. 4. P. 246-255. DOI: 10.17277/jamt.2022.04.
Zhang D., Huang Y., Chia L. // Composite Struct. 2022. V. 296. P. 115942. DOI: 10.1016/j.compstruct.2022.115942.
Shchegolkov A.V., Shchegolkov A.V. // Rоss. Khim. Zhurn. 2021. V. 65. N 4. P. 88-94 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2021654.15.
Yue L., Pircheraghi G., Monemian S.A., Manas-Zloczower I. // Carbon. 2014. V. 78. P. 268-278. DOI: 10.1016/j.carbon.2014.07.003.
Wang J., Jin X., Wu H., Guo S. // Carbon. 2017. V. 123. P. 502-513. DOI: 10.1016/j.carbon.2017.07.055.
Wang B., Fu Q., Liu Y., Yin T., Fu Y. // Tribology Int. 2018. V. 123. P. 200-208. DOI: 10.1016/j.triboint.2018.03.014.
Valentini L., Bon B., Hernandez M., Lopez-Manchado M.A., Pugno N.M. // Composites Sci. Technol. 2018. V. 166. P. 109-114. DOI: 10.1016/j.compscitech.2018.01.050.
Song S., Zhang Y. // Carbon. 2017. V. 123. P. 158-167. DOI: 10.1016/j.carbon.2017.07.057.
Cho B.-G., Lee S., Hwang S.-H., Han J. H., Chae H.G., Park Y.-B. // Carbon. 2018. V. 140. P. 324-337. DOI: 10.1016/j.carbon.2018.08.041.
Li C.-Q., Zha J.-W., Li Z.-J., Zhang D.-L., Wang S.-J., Dang Z.-M. // Composites Sci. Technol. 2018. V. 157. P. 134-143. DOI: 10.1016/j.compscitech.2018.01.038.
Ke K., Yue L., Shao H., Yang M.-B., Yang W., Manas-Zloczower I. // Carbon. V. 173. P. 1020-1040. DOI: 10.1016/j.carbon.2020.11.070.
Dyachkova T.P., Khan Yu.A., Burakova E.A., Galunin E.V., Shigabaeva G.N., Stolbov D.N., Titov G.A., Chapaksov N.A., Tkachev A.G. // Polymers. V. 15. N 6. P. 1476. DOI: 10.3390/polym15061476.
Min. C., Liu, D., Shen C., Zhang, Q., Song H., Li S., Shen X., Zhu M., Zhang K. // Tribology Int. 2018. V. 117. P. 217–224. DOI: 10.1016/j.triboint.2017.09.006.
Keszler A. M., Nemes L., Ahmad S.R., Fang X. // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2004. V. 6. N 4. P. 1269 – 1274.
Ribeiro-Soares J., Oliveros M.E., Garin C., David M.V., Martins L.G.P., Almeida C.A., Martins-Ferreira E.H., Takai K., Enoki T., Magalhaes-Paniago R., Malachias A., Jorio A., Archanjo B.S., Achete C.A., Cancado L.G. // Carbon. 2015. V. 95. P. 646-652. DOI: 10.1016/j.carbon.2015.08.020.
Radon A., Wlodarczyk P., Lukowiec D. // Physica E: Low-dimensional Syst. Nanostruct. 2018. 99. P. 82-90. DOI: 10.1016/j.physe.2018.01.025.
Lee A.Y., Yang K., Anh N.D., Park C., Lee S.M., Lee T.G., Jeong M.S. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 536. P. 147990. DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.147990.
Eckmann A., Felten A., Mishchenko A., Britnell L., Krupke R., Novoselov K. S., Casiraghi C. // Nano Lett. 2012. V. 12. P. 3925–3930. DOI: 10.1021/nl300901a.
Dyachkova T.P., Rukhov A.V., Khan Yu.A., Protasov D.N., Stolbov D.N., Burakova E.A., Titov G.A., Tkachev A.G. // Zhidk. Krist. Ikh Praktich. Ispol'z. 2022. V. 22. N 4. P. 102-109. DOI: 10.18083/LCAppl.2022.4.102.
